Физика · конспекты
★0
Физика › 7 класс › Давление твёрдых тел, жидкостей и газов

Тема 37Барометр-анероид. Атмосферное давление на различных высотах

★★★
Термины темы — найди их в тексте:Нормальное атмосферное давлениебарометр-анероидкоробочкапружинарифлёнойменьшеВысотомер

Ртутный барометр неудобен: он длинный, хрупкий, а пары ртути ядовиты. Поэтому чаще используют барометр-анероид («анероид» — безжидкостный).

Устройство анероида

Главная часть — плоская металлическая коробочка, из которой откачан воздух. Чтобы атмосфера её не раздавила, крышку оттягивает пружина, связанная со стрелкой. Давление растёт — крышка прогибается внутрь, стрелка поворачивается. Давление падает — пружина оттягивает крышку обратно.

Устройство барометра-анероида: гофрированная коробочка, пружина, стрелка
Устройство барометра-анероида: гофрированная коробочка, пружина, стрелка Иллюстрация: light-fizika.ru

Коробочку делают рифлёной (гофрированной): так у неё больше поверхность и прибор чувствительнее.

Барометры-анероиды. Шкалы — в мм рт. ст. и в гектопаскалях
Барометры-анероиды. Шкалы — в мм рт. ст. и в гектопаскалях Иллюстрация: light-fizika.ru

Давление и высота

Блез Паскаль первым заметил: на горе давление меньше, чем у подножия. Чем выше, тем тоньше слой воздуха над нами и тем он разреженнее.

Зависимость атмосферного давления от высоты
Зависимость атмосферного давления от высоты Иллюстрация: light-fizika.ru
Давление и высота
  • Чем больше высота над уровнем моря, тем меньше атмосферное давление.
  • До высоты 2000 м давление падает примерно на 1 мм рт. ст. на каждые 10–12 м подъёма; выше — медленнее.
Высота горы по барометру

У подножия барометр показывает 760 мм рт. ст., на вершине — 684 мм рт. ст.

Разность: 760−684=76760-684=76 мм рт. ст. Высота: h≈76⋅10,5≈800h\approx76\cdot10{,}5\approx800 м.

Давление у подножия и на вершине горы
Давление у подножия и на вершине горы Иллюстрация: light-fizika.ru
Определение

Нормальное атмосферное давление — давление, равное давлению столба ртути высотой 760 мм при 0 °C: 760 мм рт. ст.=101 300 Па≈1013760\ \text{мм рт. ст.}=101\,300\ \text{Па}\approx1013 гПа.

Высотомер (альтиметр) — анероид, шкала которого размечена в метрах высоты. Его ставят на самолёты, берут в горы.

Авиационный высотомер
Авиационный высотомер Иллюстрация: light-fizika.ru
Образ для запоминания

Поднимаешься в гору — «с каждым этажом (≈ 11 м) минус 1 мм ртути». Анероид — «коробочка, которую давит небо»: давит сильнее — стрелка в одну сторону, слабее — в другую.

⚗ Мини-опыт

Поднимайтесь в гору и следите за стрелкой барометра. На сколько падает давление при подъёме на 1 км? на 5 км?

? Проверь себя

Ответь, не подглядывая в конспект: вспоминать — лучший способ запомнить.

1Как меняется атмосферное давление с высотой?
Над нами остаётся всё меньше воздуха.
2Что является главной частью барометра-анероида?
Её прогиб и показывает стрелка.
3На сколько примерно падает давление при подъёме на 105 м?
1 мм рт. ст. на каждые 10,5 м.

✎ Задачи

А Уровень А по образцу: одна формула, один шаг

  1. Почему анероид удобнее ртутного барометра?

    Ответ

    Он компактный, прочный и без ядовитой ртути.

    Как получилось?

  2. Зачем коробочку анероида делают рифлёной?

    Ответ

    Чтобы увеличить её поверхность и чувствительность прибора.

    Как получилось?

  3. Чему равно нормальное атмосферное давление в паскалях и гектопаскалях?

    Ответ

    101 300 Па ≈ 1013 гПа.

    Как получилось?

  4. Как называется прибор для измерения высоты по давлению?

    Ответ

    Высотомер (альтиметр).

    Как получилось?

  5. У подножия давление 760 мм рт. ст. Каким оно будет на высоте 210 м?

    Ответ

    Примерно 760−21010,5=740760-\dfrac{210}{10{,}5}=740 мм рт. ст.

    Как получилось?

Б Уровень Б сам: несколько шагов, перевод единиц

  1. На первом этаже барометр показывает 755 мм рт. ст., на крыше — 752 мм рт. ст. Оцените высоту дома.

    Ответ

    3⋅10,5≈323\cdot10{,}5\approx32 м.

    Как получилось?

  2. Почему у людей в горах может закладывать уши?

    Ответ

    Снаружи давление падает, а воздух внутри уха ещё под прежним давлением — барабанная перепонка выгибается наружу.

    Как получилось?

  3. Почему высоко в горах вода закипает при температуре ниже 100 °C?

    Ответ

    Там меньше атмосферное давление, а температура кипения падает с уменьшением давления.

    Как получилось?

↻ Закрепи

Карточки терминов

Нажми на карточку — она перевернётся. «Знаю» — карточка вернётся на повторение позже (через сутки, неделю, месяц), «Повторить» — скоро снова.

Нормальное атмосферное давление
760 мм рт. ст. = 101 300 Па ≈ 1013 гПа.
Барометр-анероид
Коробочка без воздуха с пружиной и стрелкой; измеряет атмосферное давление.
Давление и высота
Вверх — давление падает: ≈ 1 мм рт. ст. на каждые 10–12 м.
Высотомер
Анероид со шкалой в метрах высоты.

Экспресс-карта

Возьми лист и за 3 минуты нарисуй по памяти карту темы: в центре — тема, ветви — главные идеи, на ветвях — термины. Потом сравни.